牛頓第一定理
教學重點:通過對貨車實驗的剖析比較得出牛頓第一定理。
教學難點:
2.伽利略理想實驗的推理過程
教學用品:斜面,貨車,浴巾,麻布,玻璃板牛頓第一定律實驗現象,微機,實物投影,大倍投電視。
教學過程
一、實驗引入:抨擊亞里士多德的觀點
[演示1]在桌面上推進鐵塊(或板擦)從靜止開始漸漸往前運動,撤消推力,鐵塊立刻停止。
剖析:日常生活中也有許多類似的現象,(如推椅子)。這種現象從表面上看,“必須有力作用在物體上,能夠使物體繼續運動,沒有力的作用,物體就要停出來.”即:板擦的運動須要推力去維持。于是,古匈牙利哲學家亞里士多德就按照這種現象總結出“物體的運動須要力去維持”。這些觀點在歷史上曾被沿襲兩千多年,但時沿襲兩千年是否就一定正確呢?也可能有人曾表示過懷疑或有人覺得就是錯誤的,但沒某能勸說他人的理由。
[演示2]在桌面上推進鐵塊(或板擦)從靜止使之往前運動,使勁推出,鐵塊往前運動一段距離后停止。
剖析:推力撤走,還要往前運動,與亞里士多德的觀點不符。
剖析:鐵塊:靜止——運動——靜止。兩個過程中是否都有力存在?在這兩個過程中力的作用是維持原先的運動狀態還是改變運動狀態?
二、講授新課:
1.規律總結過程
方式1.班主任引導
伽利略的貢獻:理想實驗
[演示](通過實物投影儀把實驗過程反映在大倍投電視上)
介紹器材
實驗前提條件:每次實驗都需從斜面上的同一高度下降,為何?
實驗過程:讓小球從同一斜面的同一位置滾下后分別在浴巾表面、棉布表面、玻璃表面上運動,每次記下小球停下時的位置。做標記的位置是哪些位置?(停出來的位置)
實驗紀錄:
實驗次數
表面材料
阻力大小
滑行距離
浴巾
最大
最短
麻布
較大
較長
玻璃
較小
長
推理想像
光滑表面
阻力為零
無限長
實驗剖析:
三次實驗,貨車最終都靜止,為何?
三次實驗,貨車運動的距離不同,這說明哪些問題?
小球運動距離的長短跟它遭到的阻力有哪些關系?
若使貨車運動時遭到的阻力進一步減少,貨車運動的距離將變長還是變短?
按照前面的實驗及推理的思想,還可以推理出哪些推論?
推理:小球在光滑的阻力為零的表面,將會如何運動?
實驗推論:通過伽利略的實驗和科學推理得出“運動的物體,假若遭到的阻力為零,它的速率將不會減弱,將以恒定不變的速率永遠運動下去?!奔醋鲃蛩龠\動。
[微機模擬實驗]:簡介伽利略理想實驗
迪卡兒的補充
假如運動物體不受任何力的作用,除了速率大小不變,但是運動方向也不變,將沿原先的方向勻速運動下去。
牛頓的成果:補充與概括
師:物體不僅運動的以外,還有靜止的。這么,靜止的物體在沒有遭到外力作用時,保持哪些狀態呢?(牛頓補充:將保持靜止狀態)
師(引導中學生概括):我們如今早已有了伽利略的研究成果,又有了迪卡兒和牛頓的補充,把二者進行一下概括:一切物體在沒有遭到外力作用時,將怎樣呢?(對概括下來大致意思的朋友給與鼓勵)
介紹:牛頓捉住時機,概括總結得出知名的牛頓第一運動定理
方式2:中學生探究式學習
針對基礎較好的中學生,可以由中學生在老師的指導下自己完成斜面貨車實驗,按照現象中學生分組討論,明晰亞里士多德的觀點的問題癥結.由中學生相互補充確定實驗推論。
2.定理剖析
定理創立條件:不受外力作用
運動規律:總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。
師(回應課題引入實驗):回想我們最開始的實驗,有推力板擦運動,撤掉推力板擦停出來,從表面現象上得到的推論運動須要力維持是錯誤的,但這些現象是千真萬確擺在我們面前的,我們怎么用牛一的觀點正確的解釋這個現象呢?
三、鞏固練習
一物體置于桌上靜止,如果某頓時撤走所有的外力,物體將怎樣樣?
對于牛頓第一定理的想法,下述觀點正確的是()
A.驗證牛頓第一定理的實驗可以做下來,所以慣性定理是正確的
B.驗證牛頓第一定理的實驗做不下來,所以慣性定理不能肯定是正確的
C.驗證牛頓第一定理的實驗做不下來牛頓第一定律實驗現象,但可以經過在事實基礎上,進一步科學推理得出慣性定理
D.驗證牛頓第一定理的實驗其實現今做不下來,但總有三天可以用實驗來驗證。
四、小結
人們對物體的運動規律的認識是經歷了漫長的時間的。物體在不受力時的運動規律,它是經過亞里士多德對人們近兩千年的思想禁錮,伽利略的科學推理,才最終由牛頓總結下來的。牛一的重要貢獻是:1)力不是維持物體運動的緣由,2)力是改變物體運動狀態的誘因。
五、作業:閱讀本節教材
板書設計: